Zinātnieki un inženieri testēja Venēras balona prototipu Nevadas Melnā klints tuksnesī 2022. gada jūlijā. Samazinātais transportlīdzeklis veiksmīgi veica 2 sākotnējos testa lidojumus.

Ar savu dedzinošo karstumu un milzīgo spiedienu Veneras virsma ir naidīga un nežēlīga. Patiesībā zondes, kas līdz šim ir nolaidušās tur, ir izturējušas tikai dažas stundas. Taču varētu būt vēl viens veids, kā izpētīt šo bīstamo un aizraujošo pasauli ārpus orbitālajiem aparātiem, kas riņķo ap Sauli tikai akmens metiena attālumā no Zemes. Tas ir balons. NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) Pasadenā, Kalifornijā, 2022. gada 10. oktobrī ziņoja, ka gaisa robotizēts balons, kas ir viens no tās gaisa robotizētajiem konceptiem, ir veiksmīgi veicis divus testa lidojumus virs Nevadas.

Pētnieki izmantoja testa prototipu — samazinātu balona versiju, kas kādu dienu patiešām varētu dreifēt cauri blīvajiem Veneras mākoņiem.

Pirmais Venēras balona prototipa testa lidojums

Plānotā Venus Aerobot diametrs ir 40 pēdas (12 metri), kas ir aptuveni 2/3 no prototipa izmēra.

Testa lidojumu veica JPL un Near Space Corporation zinātnieku un inženieru komanda Tilamukas pilsētā, Oregonas štatā. Viņu panākumi liecina, ka Venēras baloniem vajadzētu spēt izdzīvot šīs kaimiņplanētes blīvajā atmosfērā. Uz Venēras balons lidos 55 kilometru augstumā virs virsmas. Lai testā atbilstu Venēras atmosfēras temperatūrai un blīvumam, komanda pacēla testa balonu 1 km augstumā.

Visos aspektos balons uzvedas tā, kā tas bija paredzēts. JPL lidojumu testa galvenais pētnieks, robotikas speciālists Džeikobs Izraelevics sacīja: “Mēs esam ļoti apmierināti ar prototipa veiktspēju. Tas startēja, demonstrēja kontrolētu augstuma manevru, un pēc abiem lidojumiem mēs to atguvām labā stāvoklī. Mēs esam ierakstījuši plašus datus no šiem lidojumiem un ceram tos izmantot, lai uzlabotu mūsu simulācijas modeļus, pirms izpētīsim mūsu māsas planētu.”

Pols Bērns no Vašingtonas Universitātes Sentluisā un kosmosa robotikas zinātnes līdzstrādnieks piebilda: “Šo testa lidojumu panākumi mums ļoti daudz nozīmē: mēs esam veiksmīgi demonstrējuši tehnoloģiju, kas nepieciešama Veneras mākoņa izpētei. Šie testi liek pamatus tam, kā mēs varētu nodrošināt ilgtermiņa robotu izpēti uz Veneras elles virsmas.”

Ceļojums Veneras vējos

Kāpēc tad baloni? NASA vēlas pētīt Veneras atmosfēras reģionu, kas atrodas pārāk zemu, lai orbitālais aparāts to varētu analizēt. Atšķirībā no nolaišanās moduļiem, kas uzsprāgst dažu stundu laikā, baloni var peldēt vējā nedēļām vai pat mēnešiem ilgi, dreifējot no austrumiem uz rietumiem. Balons var arī mainīt savu augstumu no 171 000 līdz 203 000 pēdām (52 ​​līdz 62 kilometriem) virs virsmas.

Tomēr lidojošie roboti nav pilnīgi vienīgie. Tie darbojas ar orbitālo aparātu virs Veneras atmosfēras. Papildus zinātnisko eksperimentu veikšanai balons darbojas arī kā sakaru relejs ar orbitālo aparātu.

Baloni balonos

Pētnieki teica, ka prototips būtībā ir "balons balonā".hēlijspiepilda stingru iekšējo rezervuāru. Tikmēr elastīgais ārējais hēlija balons var izplesties un sarauties. Baloni var arī pacelties augstāk vai nokrist zemāk. Tas tiek darīts ar palīdzībuhēlijsventilācijas atveres. Ja misijas komanda vēlētos pacelt balonu, viņi izvadītu hēliju no iekšējā rezervuāra uz ārējo balonu. Lai ievietotu balonu atpakaļ vietā,hēlijstiek izvadīts atpakaļ rezervuārā. Tas izraisa ārējā balona saraušanos un daļēju peldspējas zudumu.

Korozīva vide

Plānotajā 55 kilometru augstumā virs Veneras virsmas temperatūra nav tik barga un atmosfēras spiediens nav tik spēcīgs. Taču šī Veneras atmosfēras daļa joprojām ir diezgan skarba, jo mākoņi ir pilni ar sērskābes pilieniem. Lai izturētu šo korozīvo vidi, inženieri balonu izgatavoja no vairākiem materiāla slāņiem. Materiālam ir skābes izturīgs pārklājums, metalizācija, lai samazinātu saules sildīšanu, un iekšējais slānis, kas ir pietiekami izturīgs, lai pārvadātu zinātniskus instrumentus. Pat blīves ir skābes izturīgas. Lidojuma testi ir parādījuši, ka balona materiāliem un konstrukcijai vajadzētu darboties arī uz Veneras. Materiālus, kas izmantoti Venēras izdzīvošanai, ir sarežģīti izgatavot, un izturība pret apstrādi, ko demonstrējām mūsu palaišanas un pacelšanās laikā Nevadas štatā, dod mums pārliecību par mūsu balonu uzticamību uz Veneras.

Jau gadu desmitiem daži zinātnieki un inženieri ir ierosinājuši balonus kā veidu, kā izpētīt Veneru. Tas drīz varētu kļūt par realitāti. Attēls no NASA.

Zinātne Venēras atmosfērā

Zinātnieki aprīko balonus dažādiem zinātniskiem pētījumiem. Tie ietver skaņas viļņu meklēšanu atmosfērā, ko rada Venēras zemestrīces. Viena no aizraujošākajām analīzēm būs pašas atmosfēras sastāva izpēte.Oglekļa dioksīdsveido lielāko daļu Veneras atmosfēras, veicinot nekontrolējamo siltumnīcas efektu, kas Veneru uz virsmas ir padarījis par tādu elli. Jaunā analīze varētu sniegt svarīgas norādes par to, kā tieši tas notika. Patiesībā zinātnieki apgalvo, ka agrīnajos laikos Venera bija vairāk līdzīga Zemei. Kas tad notika?

Protams, kopš zinātnieki 2020. gadā ziņoja par fosfīna atklāšanu Veneras atmosfērā, jautājums par iespējamu dzīvību Veneras mākoņos ir atjaunojis interesi. Fosfīna izcelsme nav pārliecinoša, un daži pētījumi joprojām apšauba tā eksistenci. Taču šādas balonu misijas būtu ideāli piemērotas padziļinātai mākoņu analīzei un, iespējams, pat tiešai mikrobu identificēšanai. Šādas balonu misijas varētu palīdzēt atšķetināt dažus no mulsinošākajiem un izaicinošākajiem noslēpumiem.